高粱良种选育方法

1.系统育种

系统育种又叫单株选择法,是一种优中选优的育种方法。在当地种植较久的良种,由于受多种原因和天然杂交的影响,会产生不同程度的变异。经过人工选择不仅可以固定变异的方向,而且可以积累和加强这些变异,形成一个新的优良品种单株选择的做法是:

第一步,在具有不同自然条件和生产条件的大田里,选择优良的变异单穗,分别脱粒,再选出完整、饱满的籽粒按穗装袋,编号登记保存,留在下一年作穗行播种用。

第二步,将入选的每个单穗的种子种植1一2行,叫做穗(株)行圃。每逢第10个穗行种植1行原品种或当地推广良种作为对照。生育期间进行观察记载,在符合育种目标的优良行内选择优良单穗于抽穗后套袋。经田间评选和室内考种,选留的单株后代如在成熟期、丰产性及抗逆性等方面均趋于整齐一致,就可以按穗行混合脱粒,淘汰破碎、虫食、瘦瘪籽粒以后,留待下一年作穗(株)系圃播种用。如果同一单株后代性状仍有分离,就继续按单株选优去劣,分别种植比较,通常要进行2一3次。

第三步,将中选的每个穗行种子播一小区,叫做穗(株)圃。每逢第10个小区设置一个对照区。做好田间观察和鉴定,选出最好的穗(株)系,淘汰不良穗系,人选的优良穗系部分植株要套袋留种。

第四步,产量比较。对人选的优良穗系一般要进行2一3年的产量比较试验,其中的重点材料,还可同时在不同生态区进行区域试验和生产试验,如比对照明显增产,其他性状优 良,就可作为新品种提供生产推广。

单株选择应根据本地区生产发展的需要,在高粱的主要生育期分次进行。如选育抗旱、耐疮、适应于山区种植的品种,就应在山区确定有代表性的地块,在出苗、抽穗、灌浆、成熟 等时期,挑选出苗好、生长健壮、早熟、丰产、抗逆力强的优 良单株。选择时应避免选地头、边行、粪堆底和附近有缺株的 单株。一般在发病较多、病情较重的地区和年份选抗病类型, 在干旱年份或地区选抗旱类型,在风害较重的年份或地区选秆 壮抗倒伏类型。在上述情况下,不仅可供选择的材料多,而且 容易看得准,有助于提高选育效果。

系统育种法是把具有不同遗传性的植株后代分开来种。这 样,不但可根据当年植株表现的好坏来选择,而且还能从它们各自后代的表现来鉴定其遗传性的好坏。不同的系统分区种植在相同的条件下,哪个好、哪个差容易鉴别,这样就可以把遗传性优良的系统选出来。优良品种青壳洋高粱是采用连续单株选择的方法从沪县洋高粱中选育出来的,熊岳194是用同样方法从熊岳334中选育出来的,它们都具有良好的丰产性,分别比原品种增产11%和15%。

2.杂交育种

有性杂交育种是创造新品种的有效途径之一。通过有性杂交的方法,可将杂交亲本的遗传物质集中在杂种后代里,又由于基因的重组合杂种后代发生分离,出现多种多样的类型,能为育种工作提供丰富的原始材料。在这个基础上,经过连续选择和培育,就可选育出具有双亲优良性状或超过双亲的新品种。

(1)选择杂交亲本新品种性状的遗传物质基础,来源于杂交亲本基因的重组合,杂交亲本的优劣,直接决定后代的好坏。因此,正确地选择亲本是杂交育种成功的关键。选择杂交亲本一般需注意以下两点:

1)杂交亲本应具有较多的优点,较少的缺点,而且优缺点又能相互弥补。这样,杂交后代才能更多地结合双亲的优良J性状,克服某些缺点。在抗病育种上,常采用适应性强、抗病的品种与丰产感病的品种杂交,其目的也是在于通过杂交方法,使双亲的抗病性和丰产性在杂种后代里很好地结合起来,从而选出高产抗病的新品种。

2)选择地理上距离远和遗传上差距大的品种作亲本。这样的亲本杂交所产生的后代遗传基础丰富,变异类型多,分离范围大,因而可能出现具有特异性状的个体,有利于选育出综合性状好、并能适应当地条件的新品种。沈阳农学院与辽宁省农业科学院利用中国高粱双心红为母本与北非高粱都拉杂交,选育出的119,具有双心红的适应性强、穗大,都拉的穗紧、粒大、抗病等优点,比对照品种增产17%一20%。同时还表现出双亲所不具备的早熟性,在辽宁省生育期为105天。选用地理距离远、遗传差异大的亲本杂交,虽能提供丰富的、多样性的原始材料,扩大选育来源,但因后代分离复杂,需要有较大的群体供选择,工作量大,群体不够大时,往往不易选出理想的类型。同时,分离的代数一也多,性状不易稳定,因而需要较长的育种年限。

(2)杂交方法按杂交计划将杂交亲本成对相邻种植。花期不一致的,应分期播种或采取其他调节措施,使花期相遇。生育期间注意选择发育正常、无病虫害的健全植株作亲本,当母本植株抽穗后首先进行整穗,选留的小穗开花时按组合授粉。

1)整穗:剪掉母本穗顶部、底部和发育不良的小穗,选留中上部同级分枝上的小穗,并适当作修整、稀疏,只留50-100个小穗作杂交用。除掉所有的有柄小穗。

2)去雄:选留的小穗在开花前去雄用小嘴镊轻轻拨开护颖,取出雄蕊。高粱雄蕊通常为3枚,偶尔也遇到4枚。去雄时,最好由上而下逐个小穗进行,避免遗漏。去雄一般在下午进行。去雄后套上单面玻璃纸袋,折叠严密,用曲别针别好,拴上纸牌,注明母本名称、去雄时间、操作人员,并及时在记录本上登记。

3)授粉:去雄后1一3天,待小花开放,柱头展开呈羽毛状即可授粉。为避免异种花粉混人,在授粉前I一2天给父本穗套袋。授粉、一般在上午进行,先将预先套袋的父本穗轻轻弯下,摇动敲打,将花粉震落袋中;然后将同组合的母本穗上纸袋取下,套上盛有父本花粉的纸袋,轻轻摇荡,使花粉均匀地散落在母本柱头_r_;最后封严扣紧纸袋,在挂牌上注明父本名称和授粉日期。为提高结实率,在1 -2天内可再补授一次粉。

(3)杂交后代选择通过杂交所得到的选种原始材料,还要在一定的栽培条件下进行连续选择、培育,才能获得所需要的新品种。通常采用的选育方法为多次单株选择法。

第一代,将杂交所得的种子,按组合播成短行,长出的植株即是第一代。在每个组合前面,播父、母本各1行作对照。在同一个杂交组合里,杂种一代长得整齐一致。因此,第一代只与亲本比较,不进行单株选择,如有的单株长相与母本相同,又无杂种优势,即可认为是假杂种。收获时应将假杂种和感病的、有严重缺点的组合淘汰,人选组合分别收获保存。如果亲本不纯或为尚未稳定的杂种后代,其杂种第一代就可能出现分离,在这种情况下,需要进行单株选择。

第二代,将上一年收到的种子按组合播种,得到杂种二代。杂种二代发生分离,单株之间差异很大,是选育新品种的重要阶段,为增加选择优良植株的几率,应尽量把全部种子都种上,避免漏掉好的材料。选择时,先选好的组合,在中选组合中选优良单株,对突出优良的组合,可适当多选一些植株。这一代应对较容易稳定的性状,如抗病性、生育期、株高、抗倒伏性等性状,着重进行选择。

第三代,将第二代入选的单株按组合、株号顺次播种。每个第二代入选单株的后代为一个系统,系统内仍有分离。在选择时,首先选择优良的系统,再选其中的优良单株,人选单株按系统编排株号。

第四代,按组合、系统和株号种成株行。第三代同一系统当选的单株,在这一代就成为系统群,每一系统群中各系统要彼此相邻,以便比较。选择过程中首先选择系统群,再从中选择优良系统,选优良单株。如此,往往需要延续到五至六代或七至八代,系统内的植株性状才能逐渐趋于一致。优良系统在性状稳定以后,就可以混合脱粒,进行产量比较试验。其中的重点材料,应加速繁殖,组织多点试种,逐步推广。

3.杂交高粱选育

杂交高粱选育工作包括雄性不育系(简称不育系)选育,雄性不育恢复系(简称恢复系)选育和杂交种选育3个部分。

(1)不育系选育高粱不育系选育方法主要有以下几种:

1)回交转育:利用现有稳定的不育系作母本,保持性良好的品种作父本进行杂交,并连续回交转育不育系是一种见效较快的选育方法。回交父本品种除要求保持性好外,还应具备植株矮小、早熟高产、适应性好、抗逆性强等优点。如果纯度不高,应先进行自交纯化,以利于回交后代不育性迅速稳定和其他性状整齐一致。

①测交:以不育系为母本,被转育品种为父本进行杂交,鉴定被转育品种的保持性,为测交。测交时,父、母本相邻种植,如花期不一致,父本可采取分期播种,或其他管理措施进行调节,使花期相遇。抽穗后,选发育正常的父、母本各3一5穗套袋,母本穗套单面玻璃纸袋,以便观察开花情况。开花后,单株成对杂交,父本继续套袋自交。成熟时,成对收获,分别脱粒、装袋,成对保存。

②回交:第二年,将上年收获的杂种作母本,对应测交的品种作父本,相邻种植。抽穗后选母、父本优良单穗套袋,开花时仔细检查母本的不育性,选择不育程度高,其他性状倾向父本的单株,用对应的父本进行成对回交。成熟时,成对收获,分别脱粒、装袋,成对保存。如此连续多代回交直至母本植株全部不育或几乎全部不育,其他性状与父本相似,这时便成为新的不育系,回交父本就是相应的保持系。

2)边杂交稳定边回交转育:此法是在回交转育的基础上发展起来的,所不同的是一般回交转育方法直接应用品种,而这种方法是采用通过不同方式杂交所取得的杂种后代作回交转育材料。其目的在于综合几个亲本品种的优良哇状,提高不育系选育效果。

①选用综合性状优良的保持类型品种与现有的优良保持系杂交,创造回交转育材料。一般每个组合可选1一2穗,每穗留50一100个小穗进行杂交。优良亲本组合,可适当多作几穗杂交。杂交穗成熟时,按组合收获,脱粒保存。

②第二年,将获得的杂交种子,按组合进行点播。生育期间进行观察,记载不同组合生育情况和优势表现,淘汰不良组合与假杂种。成熟时,入选组合分别收获,脱粒保存。

③第三年,将上年选的自交种子,按组合分单穗播种,得到杂种二代。生育期间,按不育系选育目标选择矮秆、抗性强、农艺性状好、早抽穗的优良单株套袋自交。

④从杂种第三代开始,选择优良单株进行测交,并在以后各代连续多次回交,直至植株综合性状达到选育目标,整齐一致,不育性稳定,新不育系才一算育成。

3)利用天然不育株选育:由于天然杂交以及环境条件的影响,在田间可能出现天然不育株。天然不育株的不育性可分为生理型和遗传型两类。生理型不育性,是由于外界条件的影响,使某一代谢过程受到阻碍而产生的,不能保持,没有利用价值。遗传型不育性则是由于遗传基础变异而产生的,通过测定、筛选保持系的方法可使不育性固定下来,形成一个新的不育系。辽宁省农业科学院利用西地迈罗田间天然不育株,通过筛选保持株并连续进行回交的方法,选育出辽雄4号不育系。

4)通过理化因素诱变选育:用一定剂量的射线、激光、中子照射等物理方法或化学药剂处理种子或植株使其变异,产生不育株,再经过试测选出保持株,连续回交,选出不育系。辽宁省农业科学院利用射线24000伦琴处理晋杂5号当代种子所产生的不育株,用从3197B x兴城八叶齐B杂种后代中选出保持株杂交,经过连续回交选育出117不育系。

(2)恢复系选育恢复系首先要具有良好的恢复性能,与不育系杂交种一代自交结实率应在85% -90%以上。恢复性不良的品种,其他农艺性状再好,也不能直接用作恢复系。评定自交结实率,可进行目测估计,此法虽不尽精确,但较为方便。

本文章来自中国生态农业网

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